一种直流熔断器大电流实验的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种直流熔断器大电流实验的装置，包括：电源、直流熔断器、电容组；电源用于给电容组充电；电容组用于在放电过程中为直流熔断器提供脉冲电流，电容组包括多个脉冲电容并联，通过控制电容组的电容量以减少其放电过程中的电压跌落；为防止电容短路爆炸，在每一个电容上串联一个保护熔断器。同时，电容器组等装在架子中，四周用环氧板与外界进行隔离，同时方便与试验台进行电气连接，并起到防爆的作用；直流熔断器用于在脉冲电流的作用下进行短路分断实验。本发明专利技术采用脉冲电容做直流电源，不需要大容量的整流装置，成本较低，尤其适合熔断器设计后的验证试验。本发明专利技术通过RLC振荡产生的大电流与短路试验的电流特性一致，具有等效性。

【技术实现步骤摘要】
一种直流熔断器大电流实验的装置
本专利技术属于直流熔断器
，更具体地，涉及一种直流熔断器大电流实验的装置。
技术介绍
直流熔断器的研制过程需要进行大量的短路分断试验，而直流熔断器的短路分断实验的实验电流较大，需要能提供高压大电流的电源和大容量整流器，由于其成本较高甚至难以制作，制约了高分断能力直流熔断器的研究与发展。因此需要根据直流熔断器的短路特性寻找低成本的等效替代提供高压大电流的电源和大容量整流器的方法。同时，为防止电容短路爆炸，也需要在尽可能利用空间的同时寻找成本低廉，稳定可靠的保护实验装置的方法。
技术实现思路
针对现有技术的缺陷，本专利技术的目的在于解决而直流熔断器的短路分断实验的实验电流较大，需要能提供高压大电流的电源和大容量整流器，由于其成本较高甚至难以制作，制约了高分断能力直流熔断器的研究与发展的技术问题。为实现上述目的，本专利技术提供一种直流熔断器大电流实验的装置，包括：电源、直流熔断器、电容组；所述电源用于给所述电容组充电，所述电源与电容组构成充电回路；所述电容组用于在放电过程中为所述直流熔断器提供脉冲电流，所述电容组包括多个脉冲电容并联，通过控制所述电容组的电容量以减少其放电过程中的电压跌落；为防止电容短路爆炸，在每一个电容上串联一个保护熔断器。同时，电容器组等装在架子中，四周用环氧板与外界进行隔离，同时方便与试验台进行电气连接，并起到防爆的作用。所述直流熔断器用于在所述脉冲电流的作用下进行短路分断实验，所述电容组与直流熔断器构成放电回路。可选地，该装置还包括：样品台；所述样平台用于固定所述直流熔断器，以及所述样品台接有示波器或罗氏线圈等以用于对所述直流熔断器所在电路和所述直流熔断器的参数进行监测。可选地，该装置还包括：断路器；所述断路器串联于所述电容组和所述直流熔断器之间，用于在所述直流熔断器熔断后关断，以保护所述电容组，所述断路器采用电动分合闸。可选地，该装置还包括：电感以及续流二极管；所述电感的一端与所述电容组的一端相连接，另一端与所述直流熔断器的一端相连接，所述直流熔断器的另一端与所述电容组的另一端相连接，所述电感用于在所述电容器放电过程中形成振荡电流波形；所述续流二极管的一端与所述电感和电容组的连接点相连接，另一端与所述直流熔断器和所述电容组的连接点相连接，所述续流二极管耐受瞬时大电流，在所述电容组放电过程中若断路器开路，则所述电感和续流二极管构成通路以释放所述电感的能量，保护回路电感和实验人员的安全。其中，电感配合回路电阻构成RLC振荡电路，使得在所述电容器放电过程中形成振荡电流波形，产生的大电流与根据现有高压大电流的电源和大容量整流器短路试验的电流特性一致，具有等效性。进一步地，断路器串联于所述电感与所述电容组之间，或串联于所述电感与所述直流熔断器之间。可选地，该装置还包括：接地棒和放电电阻；所述接地棒和放电电阻串联接地，所述接地棒和放电电阻串联支路的非接地端与所述电容组的一端相连接，在所述直流熔断器熔断后，所述接地棒和放电电阻串联支路用于将所述电容组多余电荷释放掉。可选地，该装置还包括：保护熔断器；所述熔断器与试验熔断器不同，每一个电容上均会串联一个熔断器。熔断器的额定电压与额定电流与每个电容的放电电流均相同，熔断器需装在相关的座子内以防熔断器熔断时溅弧对电容及架子带来损伤。可选地，该装置还包括：架子；架子用于固定电容器组及相关的保护熔断器。既可以节省空间，也方便电容进行并联连接。架子外用环氧板进行电气隔离和爆炸防护。架子分为上下两部分。上面部分用于装电容器组和保护熔断器，下面部分用于装电感、二极管等。上面部分包括多层，其形状类似于抽屉，每一格装一个电容，每一层电容底部用环氧板支撑，同层相邻的电容用环氧板隔离，外侧的电容也需要装环氧板与外界进行电气隔离。上述环氧板除了隔离外还有防止电容器短路爆炸的作用。架子下层安装电感，二极管等高压端设备以最大利用空间。总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：(1)由于本专利技术采用脉冲电容做直流电源，不需要大容量的整流装置，成本较低，尤其适合熔断器设计后的验证试验。(2)本专利技术通过RLC振荡产生的大电流与短路试验的电流特性一致，具有等效性。(3)本专利技术的方案同样可用于直流断路器等直流开关的短路试验。(4)本专利技术的方案采用架子和环氧板对可能出现的电容短路风险进行防护，用架子装电容，四周铺上环氧板进行隔离和保护的方法成本低，空间利用率高，且同样可用于其余器件组的防护。附图说明图1为本专利技术提供的直流熔断器大电流实验的装置电路原理图；图2为本专利技术提供的直流熔断器大电流实验的装置中的架子结构示意图；图3为本专利技术提供的直流熔断器大电流实验的装置各部件结构图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。本专利技术目的在于解决现有直流熔断器短路实验需要经交流电网整流，成本较高、可能会对电网产生冲击等问题。为达到低成本等效实验的目的，采用电容器组作为直流电源的RLC振荡法进行等效实验。设计本专利技术提供的直流熔断器大电流实验的装置，通常需要考虑一下几个方面：②计算等效回路参数，并按照电路原理图连接电路。②在样品台上固定直流熔断器样品，直流熔断器样品通过铜排和粗导线与回路连接。③打开充电电源对电容组充电，电压为额定电压1.1-1.3倍。④关闭充电电源，闭合充电回路开关，电容做直流电源给放电回路供电。⑤直流熔断器电弧熄灭后用接地棒把电容的多余电荷放掉。图1所示为本专利技术提供的直流熔断器大电流实验的装置电路原理图；包括：电容组、断路器、回路电阻、电感、直流熔断器(实验熔断器)、保护熔断器、接地棒、水电阻、续流二极管(简称二极管)、罗氏线圈以及示波器。其中，充电回路和充电回路的电源并未在电路原理图中示意出。相应地，接地棒和放电电阻也并未在电路中示意出。其中，直流熔断器又可称为实验熔断器。电源用于给电容组充电，同时具备在线控制、电容短路后迅速保护的功能，电源与电容组构成充电回路；电容组用于在放电过程中为直流熔断器提供脉冲电流，电容组包括多个脉冲电容并联，通过控制电容组的电容量以减少其放电过程中的电压跌落；直流熔断器用于在脉冲电流的作用下进行短路分断实验，电容组与直流熔断器构成放电回路。可选地，该装置还包括：样品台；样品台用于固定直流熔断器，以及样品台接有示波器或罗线线圈等以用于对直流熔断器所在电路和直流熔断器的参数进行监测。可选地，断路器串联于电容组和直流熔断器之间，用于在直流熔断器熔断后关断，以保护电容组，断路器采用电动分合闸；断路器串联于电感与电容组之间，或串联于电感与直流熔断器之间。可选地，保护熔断器，与需要试验的熔断器不同。每个电容上均需要串联一个保护熔断器以防止电容短路而起火爆炸。可选地，架子用于固定电容器组及相关的保护熔断器。既可以节省空间，也方便电容进行并联连接。架子外用环氧板3进行电气隔离和爆炸防护。架子分为上下两部分。上面部分用于装电容器组1和保护熔断器，下面部分用于装电感、二极管等。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流熔断器大电流实验的装置，其特征在于，包括：电源、直流熔断器、电容组；所述电源用于给所述电容组充电，所述电源与电容组构成充电回路；所述电容组用于在放电过程中为所述直流熔断器提供脉冲电流，所述电容组包括多个脉冲电容并联，通过控制所述电容组的电容量以减少其放电过程中的电压跌落；所述直流熔断器用于在所述脉冲电流的作用下进行短路分断实验，所述电容组与直流熔断器构成放电回路。

【技术特征摘要】
1.一种直流熔断器大电流实验的装置，其特征在于，包括：电源、直流熔断器、电容组；所述电源用于给所述电容组充电，所述电源与电容组构成充电回路；所述电容组用于在放电过程中为所述直流熔断器提供脉冲电流，所述电容组包括多个脉冲电容并联，通过控制所述电容组的电容量以减少其放电过程中的电压跌落；所述直流熔断器用于在所述脉冲电流的作用下进行短路分断实验，所述电容组与直流熔断器构成放电回路。2.如权利要求1所述的直流熔断器大电流实验的装置，其特征在于，还包括：样品台；所述样平台用于固定所述直流熔断器，以及所述样品台接有示波器或罗氏线圈以用于对所述直流熔断器所在电路和所述直流熔断器的参数进行监测。3.如权利要求1所述的直流熔断器大电流实验的装置，其特征在于，还包括：断路器；所述断路器串联于所述电容组和所述直流熔断器之间，用于在所述直流熔断器熔断后关断，以保护所述电容组，所述断路器采用电动分合闸。4.如权利要求3所述的直流熔断器大电流实验的装置，其特征在于，还包括：电感和续流二极管；所述电感的一端与所述电容组的一端相连接，另一端与所述直流熔断器的一端相连接，所述直流熔断器的另一端与所述电容组的另一端相连接，所述电感用于在所述电容器放电过程中形成振荡电流波形；所述续流二极管的一端与所述电感和电容组的连接点相连接，另一端与所述直流熔断...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈星宇，何正浩，廖一凡，张福增，
申请(专利权)人：华中科技大学，中国南方电网有限责任公司电网技术研究中心，
类型：发明
国别省市：湖北,42